2015 Fiscal Year Annual Research Report
完全弾性体を目指したDNAナノゲル薄膜の構築とその評価
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25410173
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
古澤 宏幸 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (60345395)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 水晶発振子 / アドミッタンス解析 / エネルギー散逸値 / 動的粘弾性測定 / 貯蔵弾性率 / 損失弾性率 / DNAネットワーク薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、精密な構造を形成可能な生体高分子であるDNAを利用して完全均一性構造体のゲル薄膜をずり振動を生じる水晶発振子基板上に構築し、様々な周波数で振動させることで動的粘弾性測定を行い、従来の不均一構造体のゲルでは見られないような特異な力学物性を示すかどうかを明らかにすることを目的とする。
昨年度は、4本のDNA鎖を用いてテトラポット構造の4分岐型DNA構造体を調製し、水晶発振子基板上に四面体ネットワーク形成によるダイヤモンド構造様のDNA集積膜を形成させて、その動的粘弾性のパラメータである貯蔵弾性率および損失弾性率の測定を行った。その結果、貯蔵弾性率および損失弾性率は共にDNAのネットワーク形成が増加するに従って大きくなることが確認された。
本年度は、他の粘弾性物質の貯蔵弾性率と比較することを検討した。粘弾性物質として、シリコンゴムとしてよく利用されているポリジメチルシロキサン（PDMS）の薄膜を水晶発振子基板上に製膜しその貯蔵弾性率を求めて比較したところ、DNAネットワーク構造体はPDMSと同等の貯蔵弾性率を示すことがわかった。これらの貯蔵弾性率の値は天然ゴムのポリイソプレンの１０～１００倍大きな値であり、PDMSとは異なりDNAネットワーク内のほぼ90%が水であることを考慮すると特異な力学物性であるといえる。
さらに、高い弾性体構造を目指し、DNAテトラポット間をDNAリガーゼでつなげることを検討した。その結果、DNAリガーゼを作用させる前より貯蔵弾性率が2～3倍増加することが確認できた。
以上より、DNAネットワーク構造体を構築し、動的粘弾性測定によりその力学物性を明らかにすることができた。
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